一种利用太阳能的海洋缓冲装置

1.本发明涉及水面机器人作业领域，具体为一种利用太阳能的海洋缓冲装置。


背景技术：

2.随着经济的发展，湖泊，河流等水环境的生态日益恶劣，为此人们开发了多种水面作业机器人来实现对复杂水域的智能化探索，然而现有的水面作业机器人，抗干扰性能差异，耗能高，可工作时间短，或是抗干扰性能高但占用体积庞大，无法适应狭窄的复杂水域监测作业，为此我们提出了一种利用太阳能的海洋缓冲装置。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用太阳能的海洋缓冲装置，解决了上述的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用太阳能的海洋缓冲装置，包括框架，框架的两侧设置有缓冲装置，框架的两侧壁面上均固定安装有浮力板，框架的内部设置有动力系统，框架的顶部设置有两个太阳能板，两个太阳能板与框架之间通过角度调节机构连接，通过动力系统对太阳能板进行驱动，通过角度调节机构调整两个太阳能板的倾斜角度，通过缓冲装置缓冲撞击力。
7.优选的，动力系统包括位于框架底部的两个第二螺旋桨以及框架侧边的第一螺旋桨，通过第二螺旋桨保证框架在水面上进行上下浮动，通过第一螺旋桨保证整个设备的前进。
8.优选的，所述缓冲装置包括缓冲吸能板、弹簧链接柱、缓冲弹簧、两个t型缓冲杆、两个z型缓冲杆以及两个齿轮齿条传动装置，两个齿轮齿条传动装置安装在框架的底部，两个t型缓冲杆以及两个z型缓冲杆分别位于太阳能板的两侧，且两个t型缓冲杆以及两个z型缓冲杆均与齿轮齿条传动装置连接，两个缓冲吸能板分别位于两侧的t型缓冲杆以及z型缓冲杆相互背离的一侧，t型缓冲杆以及z型缓冲杆相互背离的一端分别固定安装有弹簧链接柱，弹簧链接柱上套接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧与缓冲吸能板连接。
9.优选的，齿轮齿条传动装置包括凯元齿条以及齿轮，齿轮安装在保护壳的内部，凯元齿条分别安装在对应的t型缓冲杆以及z型缓冲杆上，凯元齿条与齿轮啮合，框架上设置有视觉模块。
10.优选的，保护壳的内部固定安装有驱动电机，驱动电机两侧的输出端均通过联轴器安装有光轴，两侧的光轴相互背离的一端均固定安装有转向齿轮，齿轮的上端固定安装有旋转轴，旋转轴的上端同样安装有转向齿轮，两个转向齿轮相互啮合。
11.优选的，角度调节机构连接包括电机、同步带、固定壳、轴承，所述框架的顶部固定安装有支撑架，所述支撑架上固定安装有固定壳，固定壳的内部设置有横向齿轮以及一个
纵向齿轮，横向齿轮与纵向齿轮啮合，纵向齿轮通过轴承以及连接轴与同步带连接，同步带的下端与电机连接的同步轴连接，横向齿轮通过横轴安装在固定壳的内部，横轴上安装有链接杆，链接杆与之间通过步进电机与太阳能板连接。
12.(三)有益效果
13.与现有技术相比，本发明提供了一种利用太阳能的海洋缓冲装置，具备以下有益效果：
14.1、该利用太阳能的海洋缓冲装置，功能多样，除了基本的具备在海洋作业的能力外，还具备对于太阳能有效收集功能，并且抗干扰性能优异，可以通过电机驱动来改变缓冲板的宽度进而改变自身体积的大小，因此可以适用多种复杂的水域环境。并且制作成本低廉，占有体积较小，质量较轻，且可以长时间使用，减少了材料的损耗和后期维护的成本，抗环境干扰能力强。
附图说明
15.图1为总体装置侧视图；
16.图2为总体装置右视图；
17.图3为总体装置下视图；
18.图4为装置下方缓冲局部视图；
19.图5为总体装置斜二测视图；
20.图6为总体装置后视图；
21.图7为总体装置俯视图。
22.图中：1、太阳能板；2、浮力板；3、缓冲吸能板；4、电机；5、旋转轴；6、第一螺旋桨；7、同步带；8、固定壳；9、轴承；10、链接杆；11、联轴器；12、光轴；13、转向齿轮；14、t型缓冲杆；15、凯元齿条；16、保护壳；17、z型缓冲杆；18、缓冲弹簧；19、弹簧链接柱；20、齿轮齿条传动装置；21、第二螺旋桨。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-7，一种利用太阳能的海洋缓冲装置，包括框架，框架的两侧设置有缓冲装置，框架的两侧壁面上均固定安装有浮力板2，框架的内部设置有动力系统，框架的顶部设置有两个太阳能板1，两个太阳能板1与框架之间通过角度调节机构连接，通过动力系统对太阳能板1进行驱动，通过角度调节机构调整两个太阳能板1的倾斜角度，通过缓冲装置缓冲撞击力。
25.进一步的，动力系统包括位于框架底部的两个第二螺旋桨21以及框架侧边的第一螺旋桨6，通过第二螺旋桨21保证框架在水面上进行上下浮动，通过第一螺旋桨6保证整个设备的前进。
26.进一步的，缓冲装置包括缓冲吸能板3、弹簧链接柱19、缓冲弹簧18、两个t型缓冲
杆14、两个z型缓冲杆17以及两个齿轮齿条传动装置20，两个齿轮齿条传动装置20安装在框架的底部，两个t型缓冲杆14以及两个z型缓冲杆17分别位于太阳能板1的两侧，且两个t型缓冲杆14以及两个z型缓冲杆17均与齿轮齿条传动装置20连接，两个缓冲吸能板3分别位于两侧的t型缓冲杆14以及z型缓冲杆17相互背离的一侧，t型缓冲杆14以及z型缓冲杆17相互背离的一端分别固定安装有弹簧链接柱19，弹簧链接柱19上套接有缓冲弹簧18，缓冲弹簧18与缓冲吸能板3连接。
27.进一步的，齿轮齿条传动装置20包括凯元齿条15以及齿轮，齿轮安装在保护壳16的内部，凯元齿条15分别安装在对应的t型缓冲杆14以及z型缓冲杆17上，凯元齿条15与齿轮啮合，框架上设置有调动视觉模块。
28.进一步的，保护壳16的内部固定安装有驱动电机，驱动电机两侧的输出端均通过联轴器11安装有光轴12，两侧的光轴12相互背离的一端均固定安装有转向齿轮13，齿轮的上端固定安装有旋转轴5，旋转轴5的上端同样安装有转向齿轮13，两个转向齿轮13相互啮合，当整体实施方案入水或者在海洋环境中出现较大风浪时，两侧缓冲吸能板3受海浪对其的挤压力向里收缩，固定在两处缓冲吸能板3内侧的缓冲弹簧18以及凯元齿条15受挤压力进行相对运动，中间连接的齿轮由凯元齿条15带动开始转动，此过程有效的对海浪的推压进行缓冲，避免本实施方案在水面作业时过多受其他因素影响，发生侧翻、倾倒等现象，与此同时，达到将潮汐能转化为弹性势能储存的目的，在水面作业时遇见受到过多干扰，导致两侧缓冲吸能板3无法恢复初始状态以保持平衡的情况，调动视觉模块进行识别，控制驱动电机，分布驱动电机两侧的转向齿轮13转动，经过转向齿轮13带动旋转轴5旋转，以控制齿轮旋转零件转动保护自身。当识别到复杂水域的通道较小时，驱动电机驱动，控制下端两侧的传动圆锥齿轮，对下方齿轮以及凯元齿条15进行压缩运动，带动两侧板缓冲吸能板3向内压缩，从而改变自身宽度、体积大小，通过复杂狭窄的水域，以便继续对水域进行监测等作业。
29.进一步的，角度调节机构连接包括电机4、同步带7、固定壳8、轴承9，框架的顶部固定安装有支撑架，支撑架上固定安装有固定壳8，固定壳8的内部设置有横向齿轮以及一个纵向齿轮，横向齿轮与纵向齿轮啮合，纵向齿轮通过轴承9以及连接轴与同步带7连接，同步带7的下端与电机4连接的同步轴连接，横向齿轮通过横轴安装在固定壳8的内部，横轴上安装有链接杆10，链接杆10与之间通过步进电机与太阳能板1连接，当电机4工作时，两侧的同步轴转动，同步带7带动纵向齿轮转动，进而带动横向齿轮转轴，控制链接杆10沿着z轴方向上下移动，链接杆10上端的步进电机对太阳能板1的朝向角度进行控制。当视觉模块识别出此时太阳光的朝向角度时，电机4以及步进电机转动，移动太阳能板位置至与太阳光达到最大接触面的角度，实现能源利用的最大化。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种利用太阳能的海洋缓冲装置，包括框架，其特征在于，框架的两侧设置有缓冲装置，框架的两侧壁面上均固定安装有浮力板(2)，框架的内部设置有动力系统，框架的顶部设置有两个太阳能板(1)，两个太阳能板(1)与框架之间通过角度调节机构连接，通过动力系统对太阳能板(1)进行驱动，通过角度调节机构调整两个太阳能板(1)的倾斜角度，通过缓冲装置缓冲撞击力。2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能的海洋缓冲装置，其特征在于：动力系统包括位于框架底部的两个第二螺旋桨(21)以及框架侧边的第一螺旋桨(6)。3.根据权利要求1所述的一种利用太阳能的海洋缓冲装置，其特征在于：所述缓冲装置包括缓冲吸能板(3)、弹簧链接柱(19)、缓冲弹簧(18)、两个t型缓冲杆(14)、两个z型缓冲杆(17)以及两个齿轮齿条传动装置(20)，两个齿轮齿条传动装置(20)安装在框架的底部，两个t型缓冲杆(14)以及两个z型缓冲杆(17)分别位于太阳能板(1)的两侧，且两个t型缓冲杆(14)以及两个z型缓冲杆(17)均与齿轮齿条传动装置(20)连接，两个缓冲吸能板(3)分别位于两侧的t型缓冲杆(14)以及z型缓冲杆(17)相互背离的一侧，t型缓冲杆(14)以及z型缓冲杆(17)相互背离的一端分别固定安装有弹簧链接柱(19)，弹簧链接柱(19)上套接有缓冲弹簧(18)，所述缓冲弹簧(18)与缓冲吸能板(3)连接。4.根据权利要求3所述的一种利用太阳能的海洋缓冲装置，其特征在于：所述齿轮齿条传动装置(20)包括凯元齿条(15)以及齿轮，齿轮安装在保护壳(16)的内部，凯元齿条(15)分别安装在对应的t型缓冲杆(14)以及z型缓冲杆(17)上，凯元齿条(15)与齿轮啮合，框架上设置有调动视觉模块。5.根据权利要求1所述的一种利用太阳能的海洋缓冲装置，其特征在于：所述保护壳(16)的内部固定安装有驱动电机，驱动电机两侧的输出端均通过联轴器(11)安装有光轴(12)，两侧的光轴(12)相互背离的一端均固定安装有转向齿轮(13)，齿轮的上端固定安装有旋转轴(5)，旋转轴(5)的上端同样安装有转向齿轮(13)，两个转向齿轮(13)相互啮合。6.根据权利要求1所述的一种利用太阳能的海洋缓冲装置，其特征在于：所述角度调节机构连接包括电机(4)、同步带(7)、固定壳(8)、轴承(9)，所述框架的顶部固定安装有支撑架，所述支撑架上固定安装有固定壳(8)，固定壳(8)的内部设置有横向齿轮以及一个纵向齿轮，横向齿轮与纵向齿轮啮合，纵向齿轮通过轴承(9)以及连接轴与同步带(7)连接，同步带(7)的下端与电机(4)连接的同步轴连接，横向齿轮通过横轴安装在固定壳(8)的内部，横轴上安装有链接杆(10)，链接杆(10)与之间通过步进电机与太阳能板(1)连接。

技术总结
本发明涉及水面机器人作业领域，且公开了一种利用太阳能的海洋缓冲装置，功能多样，除了基本的具备在海洋作业的能力外，还具备对于太阳能有效收集功能，并且抗干扰性能优异，可以通过电机驱动来改变缓冲板的宽度进而改变自身体积的大小，因此可以适用多种复杂的水域环境。并且制作成本低廉，占有体积较小，质量较轻，且可以长时间使用，减少了材料的损耗和后期维护的成本，抗环境干扰能力强。抗环境干扰能力强。抗环境干扰能力强。


技术研发人员：梁忠伟 谢泽文 卢麒霖 李政驰 黄伟豪 邓泽缤 刘长红
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：2022.11.14
技术公布日：2023/4/4